[发明专利]故障电压发生装置和进行电压跌落测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电检测技术领域，尤其是涉及一种故障电压发生装置和进行电压跌落测试的方法。

背景技术

“十一五”以来，我国风力发电产业发展迅猛，风电新增装机容量连年翻番，目前装机规模为世界第一。然而，我国风电在快速发展的同时，也面临着大规模接入电网带来的质量和安全问题。为了保证风电大规模接入后电网的稳定，国家有关部门已制定了相关的并网技术标准与规范，明确要求在电网瞬时故障导致电压在短时间内骤降至一定值的情况下，风电机组仍能够不脱离电网而持续稳定运行，直到电网恢复正常，从而“穿越”这个电网故障时间，这种能力被称为故障电压穿越能力(Fault Ride Through，FRT)。要验证风电机组是否具备故障电压穿越能力，需要借助特定的故障电压发生装置来制造电网故障。

目前，基于阻抗短路分压原理的故障电压发生装置为各界所认可，并在故障电压穿越现场试验中得到了广泛的应用。如图1所示，这种故障电压发生装置主要包含限流电抗器、短路电抗器及两个投切开关。故障电压发生装置串联接入电网与被测风电机组之间。通过投切开关S1来投入一定阻抗值的限流电抗器以降低短路试验对电网的影响。通过投投切开关S2来投入特定阻抗值的短路电抗器产生电网短路故障，从而在测试点产生故障电压。具体而言，测试时，先断开投切开关S1，投入一定阻抗值的限流电抗X1来降低阻抗短路试验对电网的影响，再闭合投切开关S2，投入特定阻抗值的短路电抗X2产生电网短路故障，从而在测试点产生电压跌落。测试点的电压跌落深度等于限流阻抗与总阻抗的比值，即Udip＝X1/(X1+X2)*Un。在进行不同电压跌落深度的测试时，通过改变限流电抗器和短路电抗器投入的数量，就可以改变阻抗分压点，从而改变电压跌落的深度。我国风电机组故障电压穿越测试标准要求故障电压发生装置能够产生0Un、20％Un、35％Un、50％Un、75％Un和90％Un等6种规格的故障电压。为满足测试标准要求，故障电压发生装置通常采用两组多分接头的电抗器分别作为限流电抗与短路电抗。在20％Un～90％Un范围内进行电压跌落测试时限流电抗与短路电抗接线投入方式如下表表1所示：

表1接线投入方式表

图2为进行90％电压跌落测试时限流电抗与短路电抗接线示意图，图3为进行20％电压跌落测试时限流电抗与短路电抗接线示意图。

在上述装置中，限流电抗器与短路电抗器功能固定，为产生不同深度的故障电压，通常需要分别配置多组功能单一的限流电抗器及短路电抗器。此种配置方式在进行单次测试时，存在多组电抗器闲置的情况，造成了电抗器极大的冗余浪费，增大了设备的体积，更增加了设备成本。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种故障电压发生装置和进行电压跌落测试的方法，可以减少设备成本，提高测试效率。

第一方面，本发明提供的故障电压发生装置包括：电抗器、旁路开关和短路开关，其中：

所述短路开关的一端连接所述电抗器的一端，所述短路开关的另一端接地；所述旁路开关的一端连接所述电抗器的另一端，且该另一端作为电网接入点；所述旁路开关的另一端连接所述电抗器上的中间接点；所述中间接点位于所述电抗器的两端之间，并作为跌落电压测试点。

可选的，所述电抗器为滑动变阻器，所述中间接点为滑动头。

可选的，所述电抗器为多个电抗器单体串联而成，所述中间接点为相邻电抗器单体之间的连接接头。

可选的，所述电抗器单体的个数为6个，从所述电抗器上与所述短路开关连接的一端至另一端，各个电抗器单体的阻抗之比为4：3：3：5：3：2。

第二方面，本发明提供的进行电压跌落测试的方法包括：

调节所述中间接点的位置；

将所述旁路开关断开，并闭合所述短路开关；

检测所述跌落电压测试点的电压值；

根据检测到的电压值，确定风电机组的故障电压穿越能力。

本发明提供的故障电压发生装置和进行电压跌落测试的方法，只设置了一个电抗器，结构比较简单，减少了电抗器单体的数量，很大程度上降低了设备成本。同时，接线比较简单，而且只需要移动中间接点的位置，相对于现有技术，测试过程的操作比较简单，有利于提高现场测试的效率。

附图说明